基于有限元法的福建沿岸天文潮-风暴潮耦合预报模式研究 被引量：3

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作者 张莉 商少平 +1 位作者 谢燕双 张峰 《应用海洋学学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期256-265,共10页

采用有限元法建立了一个适用于福建沿岸的天文潮-风暴潮耦合预报模式(FETSCM),模式采用三角网格,在福建沿岸平均网格分辨率为1 km,最高500 m.利用福建沿岸6个潮位站的实测资料对模型进行了验证,天文潮模拟结果与实测吻合良好,5个站位平... 采用有限元法建立了一个适用于福建沿岸的天文潮-风暴潮耦合预报模式(FETSCM),模式采用三角网格,在福建沿岸平均网格分辨率为1 km,最高500 m.利用福建沿岸6个潮位站的实测资料对模型进行了验证,天文潮模拟结果与实测吻合良好,5个站位平均绝对误差为22 cm;31场历史台风期间6个站位风暴潮后报模拟误差为24 cm;天文潮-风暴潮耦合总水位的平均极值误差为20 cm,表明该耦合预报模式对福建沿岸的台风灾害预警有较好实用价值. 展开更多

关键词 物理海洋学 有限元 天文潮-风暴潮耦合模式 数值计算 福建沿岸

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基于FVCOM的渤海潮波数值模拟 被引量：7

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作者 尼建军 王新怡 +2 位作者 张凤烨 王永刚 连展 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期89-94,共6页

基于有限体积法海洋数值模型(FVCOM),对渤海当前水深岸线状况下的潮汐潮流进行了数值计算。模式采用不规则三角形网格,较好地提高了黄河口处网格分辨率,模拟了渤海海域K1,O1,M2和S2四个主要分潮。利用渤海沿岸19个验潮站的资料对模拟结... 基于有限体积法海洋数值模型(FVCOM),对渤海当前水深岸线状况下的潮汐潮流进行了数值计算。模式采用不规则三角形网格,较好地提高了黄河口处网格分辨率,模拟了渤海海域K1,O1,M2和S2四个主要分潮。利用渤海沿岸19个验潮站的资料对模拟结果进行了验证,K1分潮振幅绝均差2.39 cm,迟角绝均差4.36°,O1分潮振幅绝均差1.40 cm,迟角绝均差4.29°,M2分潮振幅绝均差为3.55 cm,迟角绝均差为5.69°,S2分潮振幅绝均差1.72 cm,迟角绝均差8.86°,结果显示各分潮模拟结果合理,较真实地反映了渤海海域四个分潮传播情况。 展开更多

关键词 有限体积法海洋数值模型(FVCOM) 渤海 潮汐

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大辽河口存留时间和暴露时间数值模拟 被引量：3

3

作者 张学庆 王鹏程 +2 位作者 石明珠 刘晓敏 赵骞 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期709-714,共6页

为了研究河口的物质输运机制,采用一个基于有限体积海岸海洋模式(FVCOM)的三维对流-扩散模式对大辽河口5个分区典型径流条件下的存留时间和暴露时间进行计算,得到了示踪物从河道第1次输送至入海河口的时间,以及随后返回河道里往复运动... 为了研究河口的物质输运机制,采用一个基于有限体积海岸海洋模式(FVCOM)的三维对流-扩散模式对大辽河口5个分区典型径流条件下的存留时间和暴露时间进行计算,得到了示踪物从河道第1次输送至入海河口的时间,以及随后返回河道里往复运动的时间,并据此统计得到回复系数以及表征各个分区之间相互影响的分区暴露时间矩阵。结果显示:潮汐、径流之间的相互作用控制着大辽河口的存留时间;暴露时间与存留时间的变化趋势一致,但大小差别很大,在枯、平、丰水期,暴露时间比存留时间分别多8 d、3 d、1 d;枯水期入海口河段回复系数可以达到0.94,示踪物会在这个区域多次回荡;除了涨急时刻的入海口河段,其他情况下大辽河下游分区对上游分区影响较小。 展开更多

关键词 物质输运 存留时间 暴露时间 数值模拟 有限体积海岸海洋模式 大辽河口

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基于FVCOM的虎门水道盐水入侵三维数值模拟 被引量：3

4

作者 刘祖发 关帅 +3 位作者 张淦濠 丁波 林颖妍 查悉妮 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期10-18,共9页

采用不规则网格有限体积近岸海洋三维模型FVCOM(finite volume coastal ocean model),对2001年虎门水道至伶仃洋的盐水入侵现象进行数值模拟,并采用多个站的实测潮位、盐度对模型进行了率定和验证,然后对其水动力特性、盐度的时空变化... 采用不规则网格有限体积近岸海洋三维模型FVCOM(finite volume coastal ocean model),对2001年虎门水道至伶仃洋的盐水入侵现象进行数值模拟,并采用多个站的实测潮位、盐度对模型进行了率定和验证,然后对其水动力特性、盐度的时空变化规律及其垂向分层现象进行分析。结果表明,水位的模型预测值与实测值之间的相关系数达到0.93以上,绝对平均误差小于0.1m;盐度模拟的相对误差能控制在10%以内;大虎站表底层的流向较为一致,盐度表现出明显的分层现象;而漳澎站多次出现表底层流向相反的情况,盐度的垂向混合较充分;文章构建的模型能够较好地模拟盐水入侵的最大距离,虎门水道大潮时入侵距离和强度均大于小潮时,盐水楔活动受潮流强弱变化影响显著。 展开更多

关键词 盐水入侵 数值模拟 有限体积近岸海洋三维模型(FVCOM) 虎门

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渤海海冰演化的三维数值模型 被引量：5

5

作者 张庆河 张娜 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期333-341,共9页

基于非结构化网格、有限体积三维海洋模型FVCOM建立了海洋-海冰耦合的渤海海冰数值模拟系统.模型中考虑了海冰动力过程和海冰热力过程,讨论了适合渤海的冰厚度分类规则、临界冰厚、短波辐射在冰内的透射率以及冰的热传输系数的合理取值... 基于非结构化网格、有限体积三维海洋模型FVCOM建立了海洋-海冰耦合的渤海海冰数值模拟系统.模型中考虑了海冰动力过程和海冰热力过程,讨论了适合渤海的冰厚度分类规则、临界冰厚、短波辐射在冰内的透射率以及冰的热传输系数的合理取值.利用美国国家环境预报中心(NCEP)一小时一次的再分析气象数据作为驱动对2003—2004年冬季渤海海冰过程进行了模拟.模拟的渤海温盐计算值与实测值吻合较好,模拟的渤海冰盖分布与同期卫星遥感结果接近,模拟的辽东湾初冰日、终冰日的海冰面积、海冰厚度及其最大值和最大值对应的时刻与实测值基本一致.模拟与实测结果对比表明,建立的三维海冰数值模型能比较合理地反映渤海动力过程、气象条件影响下的温盐场过程以及渤海海冰的生消演化过程,具有较高的计算精度和计算效率,适合用于渤海海冰中长期数值模拟. 展开更多

关键词 渤海海冰 有限体积海洋模型(FVCOM) 非结构化网格 数值模拟

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北部湾三维潮汐潮流数值模拟 被引量：4

6

作者 韦聪 陈波 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期1-10,共10页

潮汐潮流变化对海洋建设、民生、国防等方面都有重大意义,深入了解北部湾潮汐潮流变化可为北部湾沿海港口航道建设等提供重要的参考依据。本文基于有限体积海岸海洋模型(Finite-volume coastal ocean model,FVCOM)建立了一个三维潮汐潮... 潮汐潮流变化对海洋建设、民生、国防等方面都有重大意义,深入了解北部湾潮汐潮流变化可为北部湾沿海港口航道建设等提供重要的参考依据。本文基于有限体积海岸海洋模型(Finite-volume coastal ocean model,FVCOM)建立了一个三维潮汐潮流数值模型,对北部湾的潮汐潮流进行数值模拟分析,同时收集了历史潮位站、2个实测潮位站以及4个海流实测站点数据对模型结果进行对比验证。结果表明,北部湾湾内以规则全日潮为主,湾内同时存在规则全日潮流、不规则全日潮流以及不规则半日潮流,潮流运动形式主要以往复式潮流为主。在涨落急流场中,最大流速点位于琼州海峡口处,流速达到157 cm/s,计算得到的最大可能流速也位于琼州海峡内。北部湾内余流平均流速为2 cm/s,余流通过琼州海峡从外海进入北部湾,并沿着广西近岸流动,在湾内形成一个气旋式环流。通过与实测资料对比,本研究所进行的数值模拟结果与实测资料基本吻合,能够反应出近年来北部湾水动力状况,为北部湾海洋工程建设以及环境保护提供了重要的科学依据。 展开更多

关键词 北部湾 潮汐 潮流 数值模拟 有限体积海岸海洋模型(FVCOM)

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南极布兰斯菲尔德海峡正压潮数值模拟 被引量：4

7

作者 周相乾 胡松 张瑜 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期56-68,共13页

本文利用高分辨率的有限体积海洋模型(FVCOM)模拟了南极布兰斯菲尔德海峡附近海区的M_2、S_2、K_1与O_1四个主要分潮,模拟结果与验潮站资料基本符合。将模拟结果计算并利用潮汐调和常数绘制了同潮图,该海峡附近海域的潮汐类型为混合半日... 本文利用高分辨率的有限体积海洋模型(FVCOM)模拟了南极布兰斯菲尔德海峡附近海区的M_2、S_2、K_1与O_1四个主要分潮,模拟结果与验潮站资料基本符合。将模拟结果计算并利用潮汐调和常数绘制了同潮图,该海峡附近海域的潮汐类型为混合半日潮,全日潮在西南部及南极半岛附近海域较东北部南设得兰群岛附近海域比重偏大。通过分别计算4个分潮的潮能通量,发现M_2分潮潮能来自海峡东部的太平洋与威德尔海, S_2、K_1与O_1分潮潮能来自大西洋与威德尔海。在布兰斯菲尔德海峡区域4个分潮共耗散90.6 MW,其中O_1分潮耗散最大,约占到总潮能耗散的49.09%;由威德尔海潮能在进入布兰斯菲尔德海峡之前,在南极海峡区域4个分潮共耗散278.87 MW,其中S_2分潮耗散最大约占到总潮能耗散的39.09%。 展开更多

关键词 布兰斯菲尔德海峡 潮汐数值模拟 潮能分析 有限体积海洋模型(FVCOM)

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潮-径相互作用下甬江总氮污染的降解、扩散及分布模拟 被引量：2

8

作者 陈勤思 胡松 +3 位作者 王晓华 刘鹏霞 刘星 高照诠 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期344-351,共8页

基于非结构有限体积法海洋模式(FVCOM)建立了宁波—舟山海域的水动力模型,结合海域海水监测数据分析了区域内总氮浓度的分布情况及影响污染物输运的动力因素,进而采用表观降解系数方法在示踪物(DYE)模块中补充了浓度衰减机制,从而对甬... 基于非结构有限体积法海洋模式(FVCOM)建立了宁波—舟山海域的水动力模型,结合海域海水监测数据分析了区域内总氮浓度的分布情况及影响污染物输运的动力因素,进而采用表观降解系数方法在示踪物(DYE)模块中补充了浓度衰减机制,从而对甬江入海总氮污染物在2021年丰水期条件下的降解、扩散及分布进行了模拟分析.模拟结果表明,甬江输入到宁波—舟山海域的总氮污染物是造成2021年夏季宁波市镇海区、北仑区近岸海域海水总氮浓度出现高值的重要因素.在潮汐和甬江径流的共同作用下,甬江输入到宁波—舟山海域的总氮污染物将在短期内显著影响到宁波市镇海区东部和北部海域海水质量.以2021年夏季为例,考虑降解过程后,模拟结果显示甬江输入的总氮污染物在90d内使宁波市近岸站位海水总氮浓度增加约0.7mg/L. 展开更多

关键词 非结构有限体积法海洋模式(FVCOM) 示踪物(DYE) 甬江 总氮 表观降解系数 数值模拟

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沿海声层析数据在印尼巴厘海峡的同化研究

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作者 于丰源 许世杰 +5 位作者 谢心怡 高怡心 李光明 Arita Kaneko Fadli Syamsudin 黄豪彩 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期121-130,共10页

沿海声层析(Coastal Acoustic Tomography,简称CAT)是利用高频声信号实现近海大范围流场观测的有效手段,但其直接观测范围仍然有限。海洋数值模式提供了一种存在仿真误差的大范围海洋背景场,将CAT观测结果与海洋背景结果同化,可以提高... 沿海声层析(Coastal Acoustic Tomography,简称CAT)是利用高频声信号实现近海大范围流场观测的有效手段,但其直接观测范围仍然有限。海洋数值模式提供了一种存在仿真误差的大范围海洋背景场,将CAT观测结果与海洋背景结果同化,可以提高流场结果的分辨率和准确度。本文提出一种利用流函数拟合海洋模式流场结果并使用集合卡尔曼滤波算法同化CAT数据的方法,获得更大范围的海洋水平二维流场结果。同化研究以非结构化网格有限体积海洋数值模式(Finite-Volume Community Ocean Model,简称FVCOM)作为背景场,以2016年6月1日至3日在印度尼西亚巴厘海峡(Bali Strait)进行的4站CAT实验作为观测数据。经过背景场流函数拟合和CAT数据同化,获得巴厘海峡二维流场。同化结果分别与同期观测结果和潮位数据对比,发现流函数拟合同化后的流场能更准确地描述巴厘海峡涨落潮和流量情况,通过引入CAT数据与流场的函数关系,可以有效地降低海洋模式的误差和原观测数据的稀疏性。 展开更多

关键词 沿海声层析 数据同化 集合卡尔曼滤波 流函数有限体积海洋模式

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台风浪集合预报方法研究

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作者 刘安琪 李铖 +1 位作者 郭文云 葛建忠 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2023年第4期22-33,共12页

提出一种新型的集合预报方法,考虑台风实时预报信息及历史路径信息,基于动态权重生成台风预报路径集合,形成集合预报风场,并结合波浪数值模式(SWAN)和有限体积海洋数值模式(FVCOM),对台风期间波浪的有效波高进行模拟实验;在后报验证的... 提出一种新型的集合预报方法,考虑台风实时预报信息及历史路径信息,基于动态权重生成台风预报路径集合,形成集合预报风场,并结合波浪数值模式(SWAN)和有限体积海洋数值模式(FVCOM),对台风期间波浪的有效波高进行模拟实验;在后报验证的基础上,使用集合预报数值实验给出结果的概率分布。结果表明:在集合预报的部分时间段内,集合预报结果对实测结果的覆盖率最高达到94%。此方法适用于台风影响下近岸波浪要素的预测,可为近岸海域的波浪预报工作提供新的预报技术和思路。 展开更多

关键词 台风浪 集合预报 波浪数值模式 有限体积海洋数值模式

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喷嘴内部流道型线对射流流场的影响 被引量：57

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作者 何枫 谢峻石 杨京龙 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期114-119,共6页

为研究喷嘴内部流道型线对射流流场的气体动特性参数的影响 ,根据可压缩流体轴对称N S方程 ,利用RNGk ε湍流模式和有限体积法 ,并采用四边形非结构网格 ,对不同内部流道型线的喷嘴自由射流进行数值模拟。对于轴对称等直径圆管喷嘴 ,进... 为研究喷嘴内部流道型线对射流流场的气体动特性参数的影响 ,根据可压缩流体轴对称N S方程 ,利用RNGk ε湍流模式和有限体积法 ,并采用四边形非结构网格 ,对不同内部流道型线的喷嘴自由射流进行数值模拟。对于轴对称等直径圆管喷嘴 ,进口处的流道型线对射流流道参数的分布有较大的影响 ;轴对称收缩喷嘴的收缩角大小主要影响射流出口附近的流动 ,对流动具有不同的阻滞效果。计算结果与实验吻合较好 ,若要获得较佳的外部流场参数 ,优化喷嘴内部流道设计十分重要。 展开更多

关键词 自由射流 流道型线 RNGκ-ε湍流模式 有限体积法 喷嘴内部 数值模拟 优化设计 气体动特性参数

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